DE949517C

DE949517C - Vorrichtung zur vollkommenen Verbrennung schwerer, fluessiger Brennstoffe

Info

Publication number: DE949517C
Application number: DEO1524A
Authority: DE
Inventors: Albert Le Coent; Henri Guillon; Rene Roubinet
Original assignee: CENTRAL DE CHAUFFE RATIONELLE
Current assignee: CENTRAL DE CHAUFFE RATIONELLE
Priority date: 1950-04-03
Filing date: 1951-03-30
Publication date: 1956-09-20

Description

Vorrichtung zur vollkommenen Verbrennung schwerer, flüssiger Brennstoffe Die Verbrennung von Rohöl erfolgt in der Regel nach der Zerstäubung dieses Brennstoffes durch ein Druckmittel, z. B. Luft oder Dampf, oder durch beide Mittel gemeinsam. Der Rohölbrenner bläst dabei einen aus sehr feinen Tröpfchen bestehenden Brennstoffdunst aus, dessen Tröpfchen. mit Luft umgeben sind, so daß die einmal begonnene Verbrennung in dem vom Brenner abgegebenen Brennstoff-Luftgemisch anhält. Die Verbrennung ist dabei sehr lebhaft, jedoch muß sie unbedingt beendet sein, bevor die Flüssigkeitströpfchen das Ende ihrer Bahn in der Verbrennungskammer erreichen. Mit Teeren und Schwerölen läßt sich auch durch Vorwärmung und Zerstäubung allein eine sehr rasche Verbrennung nicht erreichen. Diese Flüssigkeitströpfchen brauchen zur restlosen Verbrennung eine oxydierende und sehr heiße Flamme, woraus sich notwendigerweise eine hohe Flammentemperatur ergibt. Sobald man durch vorzeitiges Kühlen oder durch Luftmangel von diesen Verhältnissen abweicht, ergibt sich eine Rußbildung und ein Bußniederschlag. Es ist insbesondere nicht möglich, mit langen und trägen, neutralen oder reduzierenden Flammen unter Bildung von Kohlenoxyd und freiem Wasserstoff zu arbeiten, ohne daß dabei sehr große Mengen Staubkohlenstoff abgeschieden werden, dessen Gegenwart hinderlich und mitunter sogar schädlich ist. Diese Niederschläge ergeben sich aus dem Cracken der schweren Kohlenwasserstoffe, welches der Verbrennung vorangeht.
Die Erfindung betrifft nun eine Verbrennungsvorrichtung, mit der die genannten Nachteile dadurch vermieden werden, daß der flüssige Brennstoff ohne Koksbildung zunächst in einen gasförmigen Brennstoff umgewandelt wird. Diese Vörricjitung besitzt einen Vergasungsraum, dem der flüssige Brennstoff stetig in Form eines oder mehrerer geschlossener Strahlen von oben zugeführt wird und der mit Zuführungsrohren für Luft oder sauerstoffhaltige Gase versehen ist, durch welche die Luft oder die sauerstoffhaltigen Gase den Auftreffpunkten der Brennstoffstrahlen auf den Boden des Vergasungsraumes zufließen.
Die Vorrichtung ist in der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt.
Die Vorrichtung gemäß Fig. i besitzt einen Vergasungsraum i mit feuerfesten und wärmeisolierten Wänden, der vorzugsweise die Gestalt eines stehenden Zylinders aufweist. Der Vergasungsraum besitzt am Boden eine Öffnung 2, die zum Zünden des Brennstoffes bzw. zur Anordnung eines Hilfsbrenners dient. Das Rohöl wird auf eine Temperatur vorgewärmt, die unter derjenigen liegt, bei welcher das Cracken beginnt. Es gelangt dann durch ein Rohr 3 und ein Rohr 6, das von einem weiteren Rohr 7 umgeben ist, in den Vergasungsraum i. Heiße Luft oder reiner Sauerstoff wird z. B. durch den Stutzen q. in den ringförmigen Kanal zwischen den Rohren 7 und 6 eingeblasen. Zwei Düsen io, welche an die Luftzuführungsleitung 5 angeschlossen sind, dienen zum Einblasen weiterer Luft. Das brennbare Gasgemisch tritt durch dieÖffnung8 aus.
Das Rohöl wird somit durch das Rohr 6 eingespritzt und gelangt in Strahlform auf den Boden des Vergasungsraumes i. Das Rohr 6 mündet dabei an einer Stelle des Vergasungsraumes, an der eine Temperatur von etwa iioo°C oder mehr herrscht. Der Brennstoff wird daher stark erhitzt, so daß die flüchtigen Teile verdampfen und zugleich fester Kohlenstoff niedergeschlagen wird. Sodann erfolgt das Cracken eines großen Teiles der Kohlenwasserstoffe mit einer neuen Ausscheidung festen Kohlenstoffs in .sehr fein zerteiltem Zustand. Diese Umwandlung des Rohöls in gasförmigen Brennstoff erfolgt vorteilhaft auf dem Wege des flüssigen Strahles zwischen der Mündung des Zuführungsrohres 6 und dem Boden 9 des Vergasungsraumes i. Das kann dadurch erfüllt werden, daß das Rohöl als dünner Strahl eingespritzt wird und dadurch für die Erhitzung eine genügend große Fläche darbietet. Erfindungsgemäß kann der Vergasungsraum mit mehreren Einspritzrohren versehen sein, so daß das Rohöl in mehreren getrennten Strahlen von kleinem Querschnitt -ingespritzt wird.
Die hohe Temperatur an der Eintrittsstelle des Rohöls wird durch Verbrennung des Kohlenstoffes zu Kohlenoxyd erzeugt, her Sauerstoff darf sich dabei nicht mit dem Wasserstoff verbinden. niiiidestens nicht in einem beachtlichen Maße. Zu diesem Zweck wird die Luft in einer Menge eingeblasen, die der gewünschten Reaktion entspricht. Ferner wird die Luft auf annähernd 35o° vorgewärmt. Dadurch wird trotz der unvollständigen Verbrennung eine Temperatur erzielt, welche für den erstrebten Umwandlungsprozeß erforderlich ist.
Außer der Zuführung von Luft durch den rinn -iörmigen Kanal zwischen den Zuführungsrohren 6 und 7 erfolgt eine weitere Zuführung von Luft durch die Düsen io, welche die Luft verteilen und so einblasen, daß eine Wirbelbewegung in dem Teil des Vergasungsraumes stattfindet, wo infolge der unvollständigen Verbrennung des Rohöls eine Kohlenstoffausscheidung entstehen könnte, d. h. am Ende des Weges der in den Vergasungsraum eingespritzten Flüssigkeitsstrahlen. Die Wirbelluft umströmt die Rohölstrahlen und drängt die Rohöldämpfe in die Reaktionszone, in welcher eine hole; Temperatur herrscht.
Das brennbare Gasgemisch tritt aus dem Vergasungsraum durch die Öffnung 8 aus und gelangt dann in einen Brenner bekannter Art.
Für die Ausführungsart der Vorrichtung gemäß Fig. 2 dient als Vergasungsraum ein Hohlzylinder 21 mit lotrechter Achse. Dieser ist mit einem oberen Stutzen 22 für den Austritt des Gases und mit einem unteren Stutzen 23 für die Anordnung eines Hilfsbrenners 24 bekannter Art versehen. Der Brenner 24 sorgt für ein rasches Einsetzen der Veräasung ,und gegebenenfalls für die Aufrechterhaltung einer günstigen Temperatur für die Vergasung. Der zu vergasende Brennstoff, etwa Rohöl, wird durch die Düse 27 eingespritzt oder fließt nur infolge der Wirkung der Schwerkraft in Richtung der Achse des Hohlzylinders 2i herab. Die Luft zum Vergasen des Rohöls oder des Kokses 25, der am Boden des Zylinders 21 entstehen kann, wird durch Düsen 26 eingeblasen. Diese Düsen sind auf den Koksniederschlag 25 gerichtet, damit dieser auch wirklich vergast wird.
Zur Erzielung eines reicheren Gases kann man einen Teil oder die ganze, für die Vergasung des Kokses erforderliche Luft durch Sauerstoff ersetzen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zur vollkommenen Verbrennung schwerer, flüssiger Brennstoffe, -gekennzeichnet durch einen Vergasungsraum (1, 21), dem der flüssige Brennstoff stetig in Form eines oder mehrerer geschlossener Strahlen von oben zugeführt wird und der mit über den Umfang verteilten Düsen (io, 26) für Luft oder sauerstoffhaltige Gase versehen ist, durch welche die Luft oder die sauerstoffhaltigen Gase den Auftreffpunkten der Brennstoffstrahlen auf dem Boden (9) des Vergasungsraumes {i, 21) zufließen.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdüsen (io, 26) tangential an einen zur lotrechten Achse des Vergasungsraumes (1, 21) konzentrisch angeordneten Kreis gerichtet sind, um eine Wirbelbewegung zu erzeugen.
3. Vorrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Luftzuführungen, parallel zu den Flüssigkeitsstrahlen gerichtet, angeordnet sind. q..
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Brennstoffzuführungsrohr (6) von einem koaxial angeordneten Luftzuführungsrohr (7) umschlossen ist.
5. Verfahren zum Betriebe der Vorrichtung nach den Ansprüchen r bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Luft bzw. die sauerstoffhaltigen Gase vorgewärmt in den Vergasungsraum (i, 21) eingeführt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 398 88o, 636 446, 672488.